Болтышевское местораждение сланцев

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Марта 2014 в 08:19, реферат

Краткое описание

Постоянный, интенсивный рост мирового энергопотребления, уже превысивший 10 млрд. т. условного топлива, сопровождается быстрым истощением удобных для освоения месторождений традиционных энергетических источников, в первую очередь нефти и газа. Это, в свою очередь, вызывает необходимость изыскания альтернативных сырьевых источников – заменителей нефти, как в производстве энергии, так и в большой химии. Одним из таких источников имеющих большое будущее являются горючие сланцы.
Горючие сланцы – комплексное органо-минеральное сырье. Они могут быть использованы в качестве топлива на электростанциях и для технологической переработки.

Прикрепленные файлы: 1 файл

boltysch-oil-shales.doc

— 417.00 Кб (Скачать документ)

 

Объемный вес сланцев зависит от зольности и составляет 1.1-1.3 т/м3 для малозольных разностей и 1,4-1,7 т/м3 для высокозольных.

Таблица 6.

  • Сопоставление качества горючих сланцев различных

  • месторождений мира.

    МЕСТОРОЖДЕНИЕ

    СТРАНА

    СОДЕРЖАНИЕ СМОЛЫ, %

    ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ, КДЖ/КГ

    ВЫХОД СМОЛЫ, %

    Болтышское

    Украина

    42,4 – 70,0

    8372 – 19934

    6 – 32,0

    Прибалтийский бассейн

    Эстония,

    Россия

     

    40 - 60

     

    14600 – 16700

     

    20 – 40

    Кашпирское

    Россия

    60,3

    9900

    13,0 – 25,0

    Фушуньское

    КНР

    78 – 80

    4200 – 5800

    3,0 – 6,0

    Эрмало

    ЮАР

    42,5

    18800

    13,0 – 37,8

    Египетское

    ЮАР

    73,8

    6300

    6,6

    Тремембе

    Бразилия

    82,3

    2500 – 3700

    4,0

    Глен-Девис

    Австралия

    51,6

    14600

    30,0

    Грин-Ривер

    США

    66,9

    до 8400

    10 – 15,0


     

    2.3. Переработка горючих  сланцев.

    Горючие сланцы привлекают внимание с давних времен, поскольку основной продукт термической переработки – сланцевая смола – находит применение в качестве жидкого топлива, для получения обширного комплекса химических продуктов и изготовления фармацевтических препаратов. В зависимости от научно-технического прогресса, конъектуры на мировом рынке, экономики той или иной страны и нек. др. факторов в развитии мировой сланцевой промышленности намечается определенная последовательность:

    -использование горючих сланцев  в качестве местного твердого  топлива (Россия, Австрия и др. XVII – XVIIІ вв.);

    -опыты по термической переработке  сланцев с целью получения  смолы, светильного газа и жидких  дистиллятов (Россия, Франция, Шотландия);

    -изготовление фармацевтических  препаратов на основе сланцевой  смолы (Австрия, Германия, Россия, Швейцария);

    -производство сланцевой смолы и использование её в качестве жидкого топлива. Для производства других продуктов: керосина, бензина, серы, аммиака, парафина (Великобритания, Германия, Россия, Франция, Швеция, Китай и др.);

    -производство высококалорийного  сланцевого газа для бытовых целей. В 1948 г впервые в мире было организовано получение энергетического газа с ежегодной выработкой свыше 1 млрд. м3 (СССР);

    -прямое сжигание горючего сланца  под котлами электростанций (СССР);

    -производство в крупных масштабах химических продуктов: бензола, толуола, фенолов, дубителей, клеев, шпалопропиточного масла, лаков, пластификаторов, мастики, кокса електродного и др. (СССР);

    -извлечение урана, редких, рассеянных  и сопутствующих элементов из  сланцев и продуктов их переработки (Швеция);

    -использования концентрата ОВ  горючих сланцев для получения  химических продуктов в качестве  наполнителя полимерных материалов, стимуляторов роста растений  и др. (СССР).

    В период с 1965 по 1985 годы были проведены многочисленные исследования по использованию болтышских сланцев. В этом приняли участие свыше десяти научно-исследовательских организаций. В работах этих организаций доказана возможность и эффективность получения из болтышских сланцев целого спектра химических продуктов. При среднем выходе смолы 12 – 13% из сланцев месторождения может быть получено около 500 млн. т. масла, равноценного нефти , содержащего до 19% бензиновой и 38% дизельной фракции.

    Выход продуктов полукоксования и их теплотворная способность. Таблица 7.

    Наименование продуктов

    Выход весовых %

    Теплота сгорания продуктов Q (ккал\кг)

    на сухой сланец

    на горючую массу

    Масло (смола)

    13,0

    34,2

    9225

    Газ

    10,4

    27,4

    8050

    Газовый бензин

    0,6

    1,5

    7190

    Пирогенная вода

    5,5

    14,7

    - 600

    Полукокс

    70,5

    22,2

    -


    В ниже следующей таблице 8 для сравнения приведены результаты перегонки нефти месторождения Элк-Вейсин по методу Гемпела, горное бюро США.

    Таблица 8.

    Продукт

    Содержание , %

    Суммарное содержание бензина и лигроина

    22,1

    Легкий бензин

    (7,4)

    Керосиновый дистиллят

    4,5

    Газойль

    15

    Плотный смазочный дистиллят

    10,1

    Смазочный дистиллят средней плотности

    6,5

    Вязкий смазочный дистиллят

    8,4

    Остаток

    33,0

     

     Историческая справка о геологоразведочных работах на Болтышском месторождении сланцев

     

       

    Геологическая изученность

     

    п/п

    Наименование организации, проводившей работы, исполнители

    Сроки

    проведения

    Наименование

    проводимых работ

    Полученные и официально зарегистрированные результаты

    Примечание

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    1

    Трест «Укрбуруглеразведка» И.А.Падалка

    1949-1950г.г.

    Поисковые работы

    Пробурены первые 9 скважин глубиной от 54 до 158м.

    Фонды «Геоинформ»

    2

    Украинская геофизическая экспедиция Н.М.Краснюк

    1953- 1954г.г.

    Сейсмическое профи-лирование

    По результатам работ установ-лено, что депрессия представляет собой замкнутую тектоническую впадину с пологими склонами

    Фонды «Геоинформ»

    3

    Петриковская геологическая партия Укргеолуправления

    А.И.Галака

    1953- 1954г.г.

    Поисковые работы

    В центре депрессии пробурена скв. № 1715, которая в инт.220 -243м вскрыла 5 пластов горючих сланцев.

    Фонды ГГП «Центрукргеология»

    4

    Трест «Киевгеология» Южно-Украинская экспедиция

    В.К.Грабовский и др.

    1964-1966г.г.

    Поисковые работы

    Определены площади распр-странения горючих сланцев в Болтышской впадине.

    Фонды ГГП «Центрукргеология»

    5

    Трест «Киевгеология» Южно-Украинская экспедиция

    В.К.Грабовский и др.

    1967-1970г.г.

    Предварительная

    разведка

    Произвели подсчёт запасов горючих сланцев по 5 пластам четвёртого горизонта и по второму горизонту. Общие запасы  составили

    3.7 млрд.т.

    Фонды ГГП «Центрукргеология»

    6

    ПГО «Севукргеология» Черкасская геологоразведочная экспедиция. Ф.М.Ластовка

    1983 -1985г.г.

    Отбор и исследование технологических проб горючих сланцев

    Была исследована технология комплексного использования горючих сланцев и проведены технико-экономические подсчёты

    экономической эффективности процесса переработки.

    Фонды АКГРП

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    ГГП «Центрукргеология»

    Александровская КГРП

    В.И.Скоробач

    1993-1998г.г.

    Тематическая работа: «Геолого экономический обзор месторождений горючих слан-

    цев Украины»

    Институт «УкрНИИпроект» составил «ТЭС о возможной промышленной значимости Болтышского

    месторождения  сланца», где обосновал разработку месторождении открытым способом.

    Фонды АКГРП


     

     Обзор научно - исследовательских работ по изучению болтышских сланцев.


     

    № п/п

    Институт - исполнитель, наименование работ

    Годы выполнения

    Цель работы

    Основные результаты

    1

    2

    3

    4

    5

    1

    ВНИИНЕФТЕХИМ Исследовании сланцев, как сырья для энергохимического использования, г. Ленинград

    1965

    Выявление возможностей использования горючих сланцев, как энергохимического сырья

    Сланцы по своему составу и свойствам органической и минеральной частям не имеют аналогов в Советском Союзе. Сланцы малосернистые, практический интерес представляет содержание парафинов в смоле. Зола содержит повышенный процент окиси алюминия (до27%),что позволяет использовать её в цементной промышленности и в качестве наполнителя в ячеистые бетоны.

    2

    ВНИИНЕФТЕХИМ Отчёт: «Изучение состава и свойств горючих сланцев, продуктов их переработки и путей их комплексного использования», г.Ленинград

    1966-1967

    Проведены опыты по полукоксованию сланцев. Исследованы продукты полукоксования и минеральная часть сланцев.

    Изучены продукты полукоксования, которые могут быть использованы в энергетическом и энергохимическом направлениях, с получением электроэнергии и различных химических продуктов: бензола, толуола, этилена, пропилена, моющих веществ и др. Установлена возможность использования минеральной части сланцев для производства ячеистых бетонов, аглопорита, пластмасс, минеральной ваты и портландцемента.

    1

    2

    3

    4

    5

    3

    ВНИИНЕФТЕХИМ Отчёт: «Изучение состава и свойств горючих сланцев и продуктов их переработки и путей их комплексного использования в народном хозяйстве», г.Ленинград

    1968

    Исследовались жидкие продукты переработки сланцев: газового бензина, смолы и подсмольной воды с целью оценки промышленного использования этих продуктов.

    Термическая переработка сланцев по энерготехнологической схеме ЭНИНА (твёрдый теплоноситель) позволит получить не только смолу для энергетических целей, но и химические продукты: бензол, толуол, сольвенит, этилен, пропилен и др.

    4

    ВНИИНЕФТЕХИМ ТЭД о перспективах промышленного использования Болтышского месторождения горючих сланцев,  г.Ленинград

    1969

    Рассмотрены вопросы использования болтышских сланцев: - топливно-химическая переработка -   энергетическое использование - энергохимическое использование

    Исследования, проведенные специализированными организациями, показали техническую возможность энергетического, химического и комбинированного использования болтышских сланцев. Однако, по сравнению со сланцами Эстонии, а также переработкой нефти и газа, переработка болтышских сланцев не эффективна.

    5.

    ВНИИНЕФТЕХИМ ТЭД. Процесс комплексной безотходной технологии переработки мелкозернистого сланца, г. Ленинград

    1985

    В ТЭДе рассматривались новые решения по технологическому и конструктивному оформлению реакторов полукоксования пылевидного сланца во взвеш. состоянии

    Технико-экономическая оценка процесса показала его низкий экономический эффект.

    6.

    ВНИИНЕФТЕХИМ ТЭД по комплексному использованию сланцев Болтышского месторождения, г.Ленинград

    1985

    В ТЭДе в качестве основных направлений выбраны технологическое и энергетическое использование сланцев.

    По результатам технологической проработки и технико-экономических расчетов сделаны следующие выводы: 1. Разработка комплекса переработки сланцев (по состоянию на 1985г.) не эффективна 2. Экономические показатели могут быть повышены за счет кардинального улучшения и удешевления добычи сланца 3. Разработка комплекса может оказаться эффективной при сокращении запасов нефти, газа и угля.

    1

    2

    3

    4

    5

    7.

    ВТИ Тема: Физико-химические исследования сланцев Болтышского м-ния, как энергетического топлива, г.Москва

    1966

    Разрабатывались рекомендации по подготовке и сжиганию сланцев на крупных электростанциях

    Болтышские сланцы являются перспективным топливом и могут служить источником расширения топливной базы Украины при глубокой подсушке их, что может значительно повысить теплоту сгорания. Затраты на подсушку составят не более 4% ассигнований на разработку

    8.

    ЛИЭИ ТЭО химической переработки сланцев Болтышского месторождения , г.Ленинград

    1967

    Рассматривался вариант химического использования сланцев Болтыш-ского месторождения с расчётом технико-экономических показателей

    Сырая смола и её фракции могут служить сырьём для пиролиза с целью получения ароматических углеводородов, шпалопропиточного масла и газа, содержащего до 40% непредельных углеводородов. Остаток с температурой плавления выше 330°С может найти применение для получения битума или топочное масло. ТЭР установило, что себестоимость 1 квт/час на базе болтышских сланцев не выше себестоимости электроэнергии, получаемой при сжигании донецких углей.

     

     

     

    9.

    ЭНИН им. Кржижановского. Оценка возможностей применения к сланцам Болтышского месторождения метода термической переработки топлив с твёрдым теплоносителем,  г.Москва

    1968

    Выполнены экспериментальные исследования процесса термического разложения болтышских сланцев и последующие технологические расчёты, выполненные с целью оценки возможности энерготехнологической переработки их по методу с твёрдым теплоно-сителем

    Расчёты, выполненные на основании стендовых исследований и на основе опыта эксплуатации опытно-промышленного агрегата (УТТ-500) показали: промышленные агрегаты для переработки 1млн.т прибалтийского сланца в год пригодны для переработки болтышского сланца и достаточно эффективны

    1

    2

    3

    4

    5

    10

    Теплоэлектропроект Киевское отделение. ТЭД использования горючих сланцев Болтышского месторождения, г.Киев

    1969

    В ТЭДе рассмотрены: 1.Прямое сжигание сланцев в котлах ГРЭС 2. Энерготехнологическое сжигание сланцев с использованием в качестве топлива сланцевого масла и газа В работе принята ГРЭС мощностью 1200-1300тыс.квт.

    Выводы: Использование болтышских сланцев при прямом сжигании или в энерготехнологическом комплексе по техническим показателям уступает ГРЭС на твёрдом топливе. Сравнение всех вариантов показало, что наиболее выгодным является вариант энерготехнологического использования.

    11

    ВНИИ и ПИ серной про-мышленности с опытным заводом. Отчёт по теме: Исследования по изучению состава сланцевого газа, получаемого при терми-ческом разложении сланцев Болтышского месторож-дения, г.Львов

    1983

    Разработка процессов обессеривания газа, полученного при разложении сланцев, с получением элементарной серы

    В работе предложены 2 технологические схемы утилизации сероводорода в виде элементарной серы. Обе схемы обеспечивают очистку газа до кондиций, предусмотренными санитарными нормами.

    12

    Научно-исследовательский институт сланцев. Отчёт по работе: «Опытная переработка горючих сланцев Болтышского месторождения» г.Кохтла - Ярве

    1983

    Проба сланца переработана на пилотном газогенераторе с целью наработки образцов продуктов и отходов переработки

    Результаты опытной переработки сланцев в пилотном газогенераторе показывает, что наряду с получением смолы с умеренным содержанием серы получается большое количество низкокалорийного газа, который необходимо перед сжиганием очистить от сероводорода.

    1

    2

    3

    4

    5

    13

    Институт геологии и геохимии горючих ископаемых АН Украины. Отчёт: «Лабораторно-технологические исследования по комплексной переработке болтышских сланцев», г.Львов

    1984

    Определение возможности получения из золы и полукокса сланцев: углесодержащих сорбентов для очистки подсмольных вод, каменнолитных изделий, портландцемента, строительных растворов, рубероида, кирпича, облицовочных плит и др..

    Выполненный комплекс работ позволил заключить, что :

    1. Предлагаемая схема переработки  сланца предусматривает промышленное  использование в качестве сырья  сланцев, полукокса, золы.

    2. Сланцы могут использоваться  в производстве рубероида, для получения смолы, газа, серы.

    3. Полукокс может применяться  в качестве сорбента и выгорающей  добавки в производстве строительной  керамики.

    4. Зола сланцев может использоваться  в производстве строительных растворов, заполнителей легких бетонов, строительной керамики, каменного литья.

    5. Рекомендуемая схема переработки  предусматривает утилизацию. органической  и минеральной составляющих и  является экономически выгодным производством.

    14

    Львовский политехнический институт. Отчет по теме: «Исследования процесса утилизации подсмольных вод переработки горючих сланцев Болтышского месторождения», г.Львов

    1985

    Проведены исследования по термической переработке сланцев на: 1.Лабораторной установ-ке полукоксования 2.Газогенераторной установке

    3.Установке с твердым теплоносителем

    Независимо от технологий переработки подсмольные воды из болтышских сланцев содержат токсичные вещества в недопустимых количествах. Перед выбросом вод в открытые водоемы их необходимо очистить. Метод очистки адсорбционный. В качестве адсорбентов целесообразно использовать полукокс, активированный перегретым водяным паром.

    15.

    ВНИИПКНЕФТЕХИМ Отчет по теме: «Ис-следоования водоне-растворимых органических продуктов, полученных методом переработки УТТ и газогенераторных сланцев Болтышского месторождения», г.Киев

     

     

     

    1985

    Определение возможностей использования смолы Болтышского месторождения сланцев в качестве товарных продуктов или их компонентов

    Результаты показали, что легкие продукты переработки сланцевой смолы могут использоваться как растворители для жидких битумов. Остатки от разгонки могут служить качественным сырьем для производства битумов редких марок. Суммарная смола в смеси с фракциями может использоваться как топливо. Исходный сланец в молотом виде является качественным наполнителем для битумных вибро - поглощающих композиций.

     

     

     

    1

    2

    3

    4

    5

    16.

    Башкирский научно-исследовательский институт по переработке нефти. Отчет по теме: « Исследования смолы из болтышских сланцев в качестве сырья для производства электродного кокса», г.Уфа

    1985

    В качестве сырья для электродного кокса исследованы остатки свыше 350°С и выше 400° смолы болтышских сланцев.

    Смола болтышских сланцев характеризуется более низкой плотностью и коксуемостью, меньшим содержанием коксо-образующих конденсированных ароматических структур. Полученный кокс по основным показателям качества удовлетворяет нормам ГОСТа на электродный кокс марки КЗ-8

    17.

    Научно- исследовательский и

    проектный институт сланцевой, магниевой и электродной промышленности ВАМИ.

    Отчет по теме: «Исследование сланцевого кокса Болтышского месторождения как возможного малосернистого сырья для алюминиевой промышленности с целью снижения технологических вы-

    брасов в атмосферу. г.Ленинград

    1985

    Оценить пригодность кокса из сланцевой смолы, по-лученного на пилотной установке, как перспективного сырья для производства анодной продукции

    Лабораторно-технологическое опробование опытного прокаленного кокса показало, что материал удовлетворяет основным требованиям ТУ на анодную массу. По свойствам опытная масса близка анодной массе на нефтяном коксе. В условиях дефицита малосернистого электродного кокса следует признать перспективность кокса из сланцевых смол Болтышского месторождения для производства анодной продукции алюминиевой промышленности.


     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Направление использования сланца

     

     

    электроэнергия

     

    прямое сжигание

    Горючий сланец

    QБС – 2600 ккал/кг

    100%

     

     

    кероген

     

     

    Дикарбонавые

    кислоты

       
     

     

     

             
     

    сланцевый

    полукокс

    70,5%

     

    смола

    13%

     

    газ

    полукоксования

    11%

     

    пирогенная вода

    5,5%

     

     

    фенолы

     
               
                 
     

    сланцевая

    зола

       

    нерозин

       

    аммиак

     

    каменное

    литье

             
         
           

    азотистые

    основания

     

    фракция

    до 3300С

     

    фракция свыше 3300С

     

    парафины

       
             
       
                 

    электродный кокс

     

    минеральная

    вата

       

    моющие средства

     

    пропилен

           
       
       
                       
       
                 
         
     

    этилен

       
       
                     

    аглопорит

       

    моторное топливо

         
       
         
         
     
         

    аглопоритобетон

    шпалопропи-точное масло

       

    сернистые соединения

     

    пиролизат

         
     
                 

    портландцемент

         

    ксилол

       
         

    бензол

           

    накопитель

               
         
     

    толуол

       
       
     

    Информация о работе Болтышевское местораждение сланцев